Численное исследование формирования микроструктуры градовых облаков при естественном развитии и активном воздействии
Диссертация
Но, несмотря на такой несомненный прогресс, многие вопросы физики градовых облаков и активных воздействий на них остаются нерешенными. В частности, все еще остаются малоизученными многие важные аспекты микрофизических процессов из-за сложности теоретического анализа и экспериментального исследования. Недостаточно изучено также взаимодействие динамических и микрофизических процессов в градовых… Читать ещё >
Содержание
- 1. АНАЛИЗ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ФОРМИРОВАНИИ МИКРОСТРУКТУРЫ ГРАДОВЫХ ОБЛАКОВ В ЕСТЕСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ И ПРИ АКТИВНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ, А ТАКЖЕ ИХ
- МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
- 1. 1. Краткий обзор основных представлений об образовании градовых облаков и формировании их микроструктуры
- 1. 2. Анализ наиболее распространенных методов активного воздействия на градовые процессы
- 1. 3. Численные модели градовых облаков: современное состояние и перспективы развития
- 1. 4. Анализ состояния моделирования активного воздействия на градовые облака
- 2. МОДЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ ГРАДОВЫХ ОБЛАКОВ
- 2. 1. Модель исследования образования зародышей градин в градовых облаках
- 2. 2. Численная модель формирования микроструктуры градовых облаков
- 2. 3. Численный метод расчета
- 3. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭВОЛЮЦИИ МИКРОСТРУКТУРЫ ГРАДОВЫХ ОБЛАКОВ ПРИ ЕСТЕСТВЕННОМ ИХ
- РАЗВИТИИ
- 3. 1. Некоторые результаты расчетов роста ледяных частиц в градовом облаке
- 3. 2. Результаты численного моделирования формирования микроструктуры симметричных облаков
- 3. 3. Результаты численного моделирования формирования микроструктуры несимметричных градовых облаков
- 3. 4. О взаимодействии динамических и микрофизических процессов в градовых облаках и его роли в образовании града
- 4. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ АКТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГРАДОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
- 4. 1. Результаты расчетов активного воздействия на симметричные одноячейковые облака
- 4. 2. Результаты расчетов активного воздействия на несимметричные облака
- 4. 3. Исследование распространения реагента в облаках при активном воздействии
- 4. 4. Схема воздействия на градовые облака по результатам моделирования
Список литературы
- Абшаев М. Т. О новом методе воздействия на градовые процессы. //Труды ВГИ. Вып. 72, — 1989. — С. 14−28.
- Ашабоков Б. А. Двумерная нестационарная задача расчета микрофизических процессов в градовых облаках //Труды ВГИ. Вып. 65. — 1986. -С. 13−21.
- Ашабоков Б. А. Численные модели градовых облаков. Обнинск. -Гидрометеорология. — Вып. 5. — 1990. — 31с.
- Ашабоков Б. А., Гаева 3. С., Калажоков X. X. Об одном алгоритме и некоторых результатах численного исследования коагуляционных процессов в дисперсных системах. //Труды ВГИ. -Вып. 53. -1984. С. 2329.
- Ашабоков Б. А., Калажоков X. X. Результаты численного анализа термогидродинамических и микрофизических характеристик градового облака на основе трехмерной модели. //Труды ВГИ. -Вып. 74. -1989. -С. 19−24.
- Ашабоков Б. А., Калажоков X. X. Численное моделирование градовых облаков. -М. -Гидрометиздат. -1992. -135 с.
- Ашабоков Б. А., Федченко Л. М., Шаповалов А. В., Шоранов Р. А. О некоторых результатах численного моделирования активного воздействия на мощные градовые облака. //Труды ВГИ. -Вып. 89. -1996. -С. 37−47.
- Ашабоков Б. А., Федченко Jl. М., Шаповалов А. В., Шоранов Р. А. Численные исследования образования и роста града при естественном развитии облака и активном воздействии. //Метеорология и гидрология. -1994. -№ 1, — С. 41−48.
- Ашабоков Б. А., Шаповалов А. В. Численная модель управления формированием микроструктуры градовых облаков. //Труды международной конференции по модификации погоды и физике облаков. Китай. -1989. -С. 273−276.
- Ашабоков Б. А., Шоранов Р. А. Об одной гипотезе образования града. //Тезисы докладов всесоюзной конференции по активным воздействиям на гидрометеорологические процессы. 1991. — Нальчик.
- Бахвалов Н. С., Жидков Н. П., Кобельков Г. М. Численные методы. -М.: -Наука.-1987.-600 с.
- Бегалишвили Н. А., Надибаидзе Г. А. Некоторые аспекты кинетики коагуляции в градовом облаке //Сообщение. АН ГССР. -1957. -80. -№ 2. -С. 345−348.
- Бекряев В. И., Воробьев Б. М. Струйная модель конвекции. Численный эксперимент. //Изв. АН СССР. -Сер. Физика атмосферы и океана. -1972. -№ 9. -С. 925−935.
- Бекряев В. И., Довгалюк Ю. А., Зинченко А. В. К теории осадкообразования в капельных конвективных облаках. //Труды ГГО. Вып. 356.1975. -С. 33−44.
- Беллман Р., Анджел Э. Динамическое программирование и уравнения в частных производных. М.: Мир. — 1974. — 208 с.
- Берюлев Г. П., Данелян Б. Г., Невзоров А. Н. Об измерениях спекторов кристаллов в полосах искусственных воздействий на слоистообразные облака //Труды ЦАО. Вып. 162. -1986. — С.42−48.
- Бибилашвили Н. Ш., Бурцев И. И., Серегин Ю. А. Руководство по организации и проведению противоградовых работ. М.: Гидрометеоиз-дат. — 1983. -168 с.
- Буйков М. В., Кузьменко А. Г. О росте града в суперячейковых градовых облаках. Метеорология и гидрология. -1978. — № 11. -С. 6−15.
- Буйков М. В., Кузьменко А. Г. Численное моделирование микрофизических процессов в кучевом облаке. //Труды УкрНИГМИ. Вып. 133. -1974. — С. 3−27.
- Бутковский А. Г. Методы управления системами с распределенными параметрами. М.: Наука. — 1975. — 568 с.
- Волощук В. М. Введение в гидродинамику грубодисперсных аэрозолей. Л.: Гидрометеоиздат. — 1971. — 208 с.
- Волощук В. М., Седунов Ю. С. Процессы коагуляции в дисперсных системах. JL: Гидрометеоиздат. — 1975. — 319 с.
- Гаева 3. С. Численное исследование агрегации кристаллов в пространственно однородных облаках. //Труды ВГИ. Вып. 72. — 1987. — С. 7277.
- Годунов С.К., Рябенький B.C. Разностные схемы. М.: Наука. — 1979. -439 с.
- Деннис А. Изменение погоды засевом облаков. -М.: Мир. 1983. -272 с.
- Жекамухов М. К. Некоторые проблемы формирования структуры градин. -М.: Гидрометеоиздат. 1982. — 171 с.
- Жекамухов М. К., Жекамихов X. М. Теоретическая модель градового облака и активного воздействия на градовые процессы с помощью кристаллизующих реагентов. //Труды ВГИ. Вып. 45. — 1980. — С. 3−39.
- Женев Р. Град. -JL: Гидрометеоиздат. 1966. — 106 с.
- Ильин В.О. Модель образования облачности с учетом эволюции облачного спектра капель //Труды Гидрометцентра СССР. Вып. 284. — С. 7065.
- Имянитов И. М. Строение и условия развития грозовых облаков. //Метеорология и гидрология. 1981. — № 3 — С. 5−17.
- Калажоков X. X., Ашабоков Б. А. Двумерная модельная задача о движении и коагуляционном росте частиц осадков в конвективных облаках. //Труды ВГИ. Вып. 36. — 1976. — С. 3−19.
- Качурин JI. Г. Физические основы воздействия на атмосферные процессы. JL: Гидрометеоиздат. — 1978. — 455 с.
- Качурин JL Г., Воробьев Б. М. К теории образования града в стационарной конвективной ячейке. //Изв. АН СССР Сер. Физика атмосферы и океана. 1972. — № 3. — С. 866−877.
- Кобзуненко А.Г., Неизвестный А. И. Экспериментальное определение коэффициентов гравитационной коагуляции водяных капель при малых числах Рейнольдса //Изв. АН СССР. ФАО. — 1980. — Т. 16. — № 7. -С.768−772.
- Коган Е. J1. Трехмерная численная модель капельного кучевого облака, учитывающая микрофизические процессы. //Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. — 1978. — Т. 14. — № 8. — С. 876−886.
- Коган Е. Л., Мазин И. П. О влиянии турбулентного переноса облачных капель на формирование микроструктуры облаков. //Изв. АН СССР Сер. Физика атмосферы и океана. 1981. — Т. 17. — № 9. — С. 946−955.
- Кондратенко В. А. Определение льдообразующей эффективности некоторых хладореагентов и пиротехнических композиций //Труды ВГИ -Вып. 69.- 1987.-С. 13−22.
- Коряков С. А., Лебедева Т. Н. Трехмерная численная модель конвективного изолированного облака. //Труды И111.- Вып. 45.-1983. -С. 3−20.
- Ломидзе Н.Э., Надибаидзе Г. А. Рост градин и траектории их движения в конвективном облаке (плоская модель). //Математическое моделирование атмосферной конвекции и искусственных воздействий на конвективные облака. М.: Гидрометеоиздат. — 1988.
- Мазин И. П. и др. Численное моделирование облаков/Е. Л. Коган, И. П. Мазин, Б. Н. Сергеев, В. И. Хворостьянов/. -М.: Гидрометеоиздат. -1984.-185 с.
- Мазин И. П. Некоторые вопросы теории облачных ядер конденсации. //Метеорология и гидрология. 1986. — №. 8. — С. 33−39.
- Мазин И. П., Шметер С. М. Облака. Строение и физика образования Л.: Гидрометеоиздат. 1983. — 280 с.
- Марчук Г. И. Методы вычислительной математики. М.: Наука. — 1977. -352 с.
- Матвеев Л.Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат. — 1976. — 639 с.
- Мейсон Б. Дж. Физика облаков. Л.: Гидрометеоищдат. — 1961. — 461 с.
- Моисеев Н. Н. Элементы теории оптимальных систем. М.: Наука. -1975.-528 с.
- Ньютон Ч. У. Гидродинамическое взаимодействие с окружающим полем ветра как один из факторов развития кучевых облаков// Сб. «Динамика кучевых облаков». М: ИЛ. 1964.
- Орсаева И. М., Шаповалов А. В., Шоранов Р. А. Некоторые результаты численных экспериментов по исследованию зарождения и роста града. //Всесоюзная конференция по физике облаков и активным воздействиям на гидрометеорологические процессы. 1997. — Нальчик.
- Пастушков Р. С. Физико-математические модели конвектиных облаков (краткий обзор). //Труды ЦАО. Вып. 112. — 1973. — С. 3−14.
- Пастушков Р. С. Численное моделирование взаимодействия конвективных облаков с окружающей атмосферой. -М.: Гидрометиздат. 1972. -126 с.
- Пененко В.В. Методы численного моделирования атмосферных процессов. Л.: Гидрометеоиздат. — 1981. — 352 с.
- Плауде Н. О. Льдообразующие аэрозоли для воздействия на облака. Обзорная информация. Обнинск: Изд. ВНИИГМИ МЦД. — 1979. -80 с.
- Пути параметризации процесса конденсационного роста капель в численных моделях облаков/ Иванова Э. Т., Коган Е. Л., Мазин И. П., Пермяков М. С. //Изв. АН СССР. Сер. Физика атмосферы и океана. 1977. -Т. 13.-№Ц. с. 1193−1201.
- Роджерс Р. Р. Краткий курс физики облаков. Л., Гидрометеоиздат. -1979. — 230с.
- Розенберг В. И. Рассеяние и ослабление электромагнитного излучения атмосферными частицами. Л.: Гидрометеоиздат. — 1972. — 348 с.
- Руководство по применению радиолокаторов MPJI-4, MPJI-5, МРЛ-6, в системе градозащиты / Абшаев М. Т., Бурцев И. И., Ваксенбург С. И., Шевела Г. О. Л.: Гидрометеоиздат. — 1980. — 230 с.
- Самарский А. А., Николаев Е. С. Методы решения сеточных уравнений. М.: Наука. — 1978. — 582 с.
- Седунов Ю. С. Активные воздействия на метеорологические процессы в интересах народного хозяйства. //Метеорология и гидрология. 1986. — № 9. — С. 3−17.
- Седунов Ю. С. Физика образования жидкокапельной фазы в атмосфере. -Л: Гидрометеоиздат. 1972. — 207 с.
- Сергеев Б. Н. Метод расчета эффекта искусственного воздействия частицами соли на облако. Труды ЦАО. Вып. 137. — 1980. — С. 53−64.
- Степанов А. С. Конденсационный рост облачных капель в турбулентной атмосфере. //Изв. АН СССР. Сер. Физика атмосферы и океана. -1975.-Т. 11. № 1. — С. 27−41.
- Сулаквелидзе Г. К. Ливневые осадки и град. Л.: Гидрометеоиздат. -1967.-412 с.
- Тлисов М. И., Малкаров A.C. Измерение изотопного состава водорода в градинах. //Труды ВГИ. Вып. 72. — 1989.
- Финдайзен В. Коллоидно-метеорологические явления при образовании осадков. М: ИЛ, М. Б. — 1951.
- Хворостьянов В. И., Хаин А. П., Когтева Е. А. Двумерная численная модель естественного развития конвективного облака и его засева льдообразующим аэрозолям. //Труды ВГИ. Вып. 77. — 1989. -С. 68−76.
- Хоргуани В. Г. Микрофизика зарождения и роста града. М.: Гидрометеоиздат. — 1984. — 184 с.
- Хоргуани В. Г., Шоранов Р. А. Об образовании искусственных зародышей градин в переохлажденном конвективном облаке. //Труды ВГИ. -Вып. 67. 1987.-С. 23−29.
- Хргиан А.Х. Физика атмосферы. Д.: Гидрометеоиздат. — 1969. — 648 с.
- Цурков В. И., Шаповалов А. В. Математическое моделирование управления микроструктурой конвективных облаков //Матем. моделир. -1990.-Т. 2. № 1. — С. 27−39.
- Шаповалов А.В. К эффективности управления микроструктурой градовых облаков //Материалы научн. конф. ВГИ. Деп.ВИНИТИ. — № 6064 — Вып. 89. — С.67−74.
- Шаповалов А.В. Численное моделирование эволюции микроструктуры градовых облаков //Труды ВГИ. Вып.77. — 1989. — С.38−43.
- Шишкин Н.С. Облака, осадки и грозовое электричество. -JL: Гидрометеоиздат. 1964. — 402 с.
- Шметер С. М. Термодинамика и физика конвективных облаков. -JL: Гидрометеоиздат. 1987. — 287 с.
- Almeida F.C. and Bennett R.B. An analysis of Two Schemes to Numerically Solve the Stochastic Collection Growth Equation //J. Atm. Sci. 1980. -Vol.37. -№ 12.-P. 2707−2711.
- Berry E. X. Cloud droplets growth by collection //J. Atm. Sci. 1967. — Vol. 24.-№ 6.-P. 688−701.
- Berry E. X., Reinhardt R. L. An analysis of cloud drop growth by collection: Part I. Double distributions //J. Atmos. Sci. 1974. — vol. 31. — № 7. — P. 1825−1831.
- Bigg E. K. Report on the ice nucleus workshop. 1970. — Fort Collins, Colorado. — 1971.
- Bigg E. The supercooling of water //Proc. Phis. Sci. 1953. — Vol. 66. — № 8. — P. 688−694.
- Bleck R. A fast, approximative method for integrating the stochastic coalescence equation //J. Geophys. Res. 1970. — Vol. 75. — № 24. — P. 51 565 171.
- Browning K. A., Foote G. B. Airflow and hail growth in super-cell storms and some implications for hail suppression. -Nation. Hail Research Exper. -1975.-№ 75/1.
- Browning K. A., Ludlam F. H. Airflow in convective storms. Q. J. Roy. Met. Soc, No 376. — April 1962.
- Clarck T. Numerical modelling of the dynamics and microphysical cloud model //J. Atm. Sci. 1973. — Vol. 30. — № 5 — P. 947−950.
- Clarck T. Numerical simulation with a three-dimensional cloud model: lateral boundary condition experiments and multicellular severe storm simulations //J. Atm. Sci. 1979. — Vol. 36. — № 11. — P. 2191−2215.
- Danielsen E.F., Bleck R. and Morris B.A. Hail growth by stochastic collection in a Cumulus model //J. Atmos. Sci. 1972. — Vol.29. № 1.- P. 135−155.
- Dessens H. La qu le et SA prevention. Am de Geop. U B. Toulause, 1965.
- Farley R.B. Numerical modelling of hailstone growth. Part III: Simulation of an Alberta Hailstorm Natural Seeded Cases //J. Climate Appl. Meteorol.-1987.-Vol. 26. — № 7.- P. 789−812.
- Flatcher N. H. On contact nucleation //J. Atm. Sci. 1970. — Vol. 27. — № 7 -P. 1098−1099.
- Fukuta N. Ice crystal growth kinetics and accommodation coefficients //Conf. Cloud Physics and Atmos. Electricity of the A AMS. 1978.- P.103−108.
- Heymsfield A. I. The characteristics of graupel particles in northeastern Colorado cumulus congestus clouds. //J. Atm. Sci. 1978. — Vol. 35. — № 2. -P. 284−295.
- Hindman IIE. E., Johnson D. B. Numerical simulation of ice particle growth in a cloud of supercooled water droplets. //J. Atm. Sci. 1972. — Vol. 29. — N 7. — P. 1313—1321.
- Kamabayashi H., Gonda T., Isono K. Lifetime of a water drop before breaking and size distribution of a fragment droplets //J. Meteorol. Soc. Japan. 1964. — Vol. 42. — № 3. — P. 330−340.
- Kessler J. On the continuity of water substance //NSS1 Tech. Memo. № 33. ESSA, U. S. Bept. of Commerce. — 1967. -125 p.
- Kessler. The kinetic correlation between the wind and the distribution of the precipitation. //J. Met., 1961. — № 18. — P. 510−525.
- Lin Y. L. et al. Bulk parameterization of the snow field in a cloud model. //J. of Climate and Appl. Meteor. 1983. — Vol. 22. — P. 1065−1092.
- List R. Zur Thermodynamic teal wiesewas seriger Hagelhorner. //Zs. angewandte Math. Und Phys. Bd. XI. 1960.
- Locatelly J.D. and Hobbs P.V. Fallspeeds and masses of solid precipitation particles. //J. Geoph. Res. 1974. — Vol. 79. — P. 2185−2197.
- Ludlam F. H., Machin W. K. Some aspects of severe storm in SE England. //Nubila, Anno, 2. Verona. — 1959.
- Miller I. R. Hail precipitation ratios from three projects //J. Weather Modif. -1978.-Vol. 10.-№ l.-P. 35−38.
- Morr S., Vennegut B. Gushes of rain and hail after lightning. //J. Atm. Sci., -No. 6.-Nov. 1964.
- Mossop S.C. The origin and concentration of ice crystals in clouds //Bull. Amer. Soc. 1982. -Vol.66. — P. 264−273.
- Ogura Y., Phillips A. W. Scale analysis of deep and shallow convection in the atmosphere //J. Atm. Sci. 1962. — Vol. 19. — P. 173−179.
- Orville H.B., Kopp F.J. Numerical simulation of the life history of a hailstorm //J. Atm. Sci. 1977. — Vol.34. — № 10. — P. 1596−1618.
- Passarelli R. E., Srivastava R. A new aspect of snowflake aggregation theory //J. Atmos. Sci. 1979. — Vol. 6. — № 3. — P. 484−493.
- Pitter R. L., Pruppacher H. R. A numerical investigation of collision efficiencies of simple ice plates colliding with supercooled water drops //J. Atmos. Sci. 1974. — Vol. 31. — № 2. — P. 560−589.
- Pruppacher H. R. and Keitt J. D. Microphysics of clouds and precipitation. //D. Reidel Pub. Co., 1978. — 714 p.
- Rutledge S.A. and Hobbs P.V. Mesoscale and microscale structure and organization of clouds and precipitation in midlatitude cyclones. VIII: A model for the seeder-feeder process in warm-frontal rainbands. //J. Atm. Sci. 1983.-Vol. 40.-P. 1185−1206.
- Schlesinger R. E. A three-dimensional numerical model of an isolated thunderstorm: Part I. Comparative experiments for variable ambient wind shear //J. Atmos. Sci. 1978. — Vol. 35. — № 4. — P. 690−713.124
- Scott W. T. Analytic studies of cloud droplet coalescence //J. Atm. Sci. -1968.-Vol. 25.-P. 54−65.
- Shafrir V., Neiburger M. Collision efficiencies of two spheres falling in a viscous medium //J. Geophys. Res. 1963. — Vol. 68. — P. 4141−4148.
- Srivastava A. C. Size distribution of raindrops generated by their break-up and coalescence //J. Atmos. Sci. 1971. — Vol. 28. — № 3. — P. 410−415.
- Tzivion S., Feingold G., Levin Z. An efficient numerical solution to the stochastic collection equation //J. Atm. Sci. 1987. — Vol.44. — № 21.-P. 3139−3149.
- Weikmann H. The language of hailstorms and hail. Nubila. Anno. 1962.
- Wielhelmson R., Ogura V. The pressure perturbation and the numerical modelling of a cloud //J. Atmos. Sci. 1972. — Vol. 29. — № 7. — P. 12 951 307.